精油的生物活性【第1章】│从植物化学生态学到传统修复系统
文献出自：
IFA官网【芳疗时代在线杂志】
作者：
Javad Sharifi-Rad,Antoni Sureda,Gian Carlo Tenore,Maria Daglia, Mehdi SharifiRad,Marco Valussi, Rosa Tundis,Marzieh Sharifi-Rad,
Monica R. Loizzo, Adedayo Oluwaseun Ademiluyi,Razieh Sharifi-Rad,Seyed Abdulmajid Ayatollahi,and Marcello Iriti
该文章小编进行了整理与精简。
前言：在植物与人类的共同进化过程中，植物代表了几乎无限的食物来源，家畜的饲料，衣服的纤维以及至药物。在众多的植物产品中，精油值得特别注意。这些是由类异戊二烯途径产生的碳氢化合物和含氧碳氢化合物的复杂混合物，主要由单萜和倍半萜组成。
精油是由腺毛产生和分泌的，腺毛是专门的分泌组织，散布在植物器官的表面，特别是花朵和叶子。这篇综述从植物和人类的角度探讨了香精油，重点是它们在植物化学生态学中的关键作用以及作为人类生物活性植物化学物质和植物治疗药的来源。
植物次生代谢产物关于植物生理学长期讨论是所谓的次级代谢产物（以下简称SM），在SM中发现大量紧密相关的分子或类似物，具有非常低的生物分子活性。与此同时似乎化学多样性较高的植物比多样性较有限的植物表现出更好的防御能力。
一类特殊的SM是挥发性的，主要包括萜类化合物，但也包括苯丙烷类化合物，聚酮化合物以及含氮和硫的化合物。尽管使用“精油”来描述这组化合物的异质性，但这实际上定义了从植物中提取的分子，而在活生物体中定义了挥发性SM 时，它们是术语“植物挥发物”（此后称为“植物油”）。
腺毛状体作为分泌器官腺毛（GTs）是修饰的表皮毛，其中含有专门用于PV合成和分泌的细胞。在所有维管束植物中，约有30％的叶，茎，和叶柄上都发现了GT。它们广泛存在于双子叶植物中，特别是在唇形目，茄形目，紫苑，虎耳草科，尤其是在菊科，唇形科和茄科。GTs通常不与血管系统相连，而是通过表皮细胞通过周缘细胞分裂而形成的。
精油细胞毒性作用机精油是复杂的分子混合物，通常包含20多种不同的低分子量且浓度变化很大。通常，单萜和倍半萜是精油的主要成分，尽管二萜和苯丙烷的含量可能不同，但分子中有许多是低浓度的，而它们中的少数是占油总量的70％的主要成分，将是导致油的生物学效应的主要因素。
对于精油的细胞毒性是由不同种类的化合物（例如酚，醛， 酮，醇，酯，醚或碳氢化合物）之间复杂的相互作用引起的，它的主要机制包括通过凋亡和坏死过程的激活来诱导细胞死亡，细胞周期停滞以及必需细胞器功能的丧失。
精油的主要成分的亲脂性和低分子量，这些精油使它们能够穿过细胞膜，改变膜组成并增加膜流动性，从而导致离子和细胞质分子的泄漏。而膜的改变会导致ATP的产生减少，pH梯度的改变可能导致细胞死亡的线粒体电位的损失。
另外，一些精油还可以充当促氧化剂元素，其可以改变细胞的氧化还原状态并且还损害细胞的存活。在某些情况下，其细胞毒性活性与油中的几个主要成分密切相关，但是精油化学特性的广泛差异意味著作用机理和分子靶标之间存在巨大差异。
原核细胞中的分子和生化靶标植物会产生各种各样的次生代谢产物，其中许多次生代谢产物均具有细胞毒性或降低了对草食动物的适口性，另外，对许多抗生素具有抗性的细菌越来越多，导致人们开始研究使用精油作为潜在的替代品。其中具有酚结构或醛的成分，例如百里酚，香芹酚，丁子香酚，肉桂醛和柠檬醛，对微生物具有极大的活性。当香芹酚或丁香酚与它们各自的甲醚比较时，较高的抗菌活性证实了羟基在酚醛结构中的重要性。
精油的细胞毒性作用主要是通过破坏膜的结构来实现的，从而导致细菌细胞的通透性。由于膜透化，所有其他细胞功能，包括膜电位，外排泵活动或呼吸活动也受到损害。各种各样的研究报告了精油通过电子显微镜观察到的膜结构和通透性的能力。
连翘精油可诱导大肠埃希氏菌和单核细胞增生李斯特菌的细胞壁形态，细胞壁裂解以及孔形成的变化。互叶白千层（茶树）的精油破坏了大肠杆菌和金黄色葡萄球菌膜的通透性屏障，导致失去了化学渗透控制作用。山楂和丹参的精油改变了口腔生物膜中关键细菌核梭菌的外膜通透性。
真核细胞中的分子和生化靶标01
抗癌活性
精油可以发挥抗癌作用，因为活性氧（ROS）的产生与可能导致癌症的氧化和炎症状态之间存在直接的关系。
一方面，ROS的过量产生与慢性炎症有关，并且还可以诱导DNA损伤，从而增加突变率和细胞发生致癌性转化的可能性。另一方面，公认的是ROS能够调节氧化还原介导的信号通路，从而导致肿瘤的发展。
迄今为止，已有五百多篇关于精油抗癌活性的文章发表，用于治疗癌症的药物的主要目的是诱导癌细胞中的凋亡或细胞周期停滞。如来自松属松柏和山芋肉的叶子的精油，能抑制YD-8人口腔鳞状细胞癌细胞的增殖和存活并诱导凋亡。佛手柑精油诱导人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞凋亡和坏死细胞死亡。
艾蒿精油对人口腔表皮样癌细胞具有细胞毒性作用，百里香精油对头颈部鳞状细胞癌UMSCC1细胞系的细胞毒性。广藿香精油（patchouli）通过诱导凋亡和减少细胞生长来发挥作用，对多种人类结直肠癌细胞具有抗癌活性。
02
抗真菌活性
具有抗真菌特性的天然产物也是合成药物有趣的新治疗替代方法，许多研究都证明了精油对真菌物种的有效性。例如，Soylu等测试了几种从芳香植物中获得的精油，包括牛至百里香、熏衣草、迷迭香、茴香、和月桂树等，并用精油处理引起细胞壁完整性的丧失和质膜通透性的丧失，并引起菌丝的重要形态变化。
其中富含酚的熏衣草精油的抗真菌活性已被证明可抵抗白色念珠菌。通过抑制丝化，胞质膜破坏和碘化丙啶染色证明了细胞凋亡的诱导。
在另一项研究中，迪亚斯·费雷拉（Dias Ferreira）等人表明，姜黄对黄曲霉具有细胞毒性，并抑制了黄曲霉毒素的产生。也有证据表明多叶杂草精油减少了寄生曲霉的生长和黄曲霉毒素的生产。其中何首乌油对毒素产生的抑制作用与黄曲霉毒素生物合成途径的基因抑制有关。
03
抗寄生虫活性
恶性疟原虫和利甚曼原虫是原生动物的寄生虫，它们对常规药物具有抗药性，这导致死亡率和发病率增加。植物精油可用作针对内寄生虫和外寄生虫的替代品，对各种类型的寄生虫（如原生动物，蠕虫和节肢动物）的潜在抗寄生虫作用。
药用熏衣草针对人类原生动物病原体贾第鞭毛虫和阴道毛滴虫以及鱼类病原体六鞭虫属的抗寄生虫活性进行了测定。并在体外测定中完全消除了所有三个原生动物。证明了来自梭状芽胞杆菌的精油的抗衰老活性对细胞内的鞭毛体形式具有显著的细胞毒性作用。
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